Aufgabe 2 · Abitur NRW Physik LK · Leuchtende Lebewesen 2026

2a) Prozess ohne Erklärungsansatz auswählen

Lösung: Fluoreszenz

2a) Begründen Sie: Einer der in Material 2 geschilderten Prozesse liefert keinen möglichen Erklärungsansatz für das Leuchten im Dunkeln.

Lösung: Es kommt nicht die Fluoreszenz infrage, weil die Fluoreszenzstrahlung laut Infotext nahezu unmittelbar mit der Erregerstrahlung erlischt. Im Dunkeln gibt es keine Erregerstrahlung.

2b) Beschreiben Sie den Vorgang der Phosphoreszenz unter Nutzung von Abbildung 2 (M 2).

Lösung: In Abbildung 2 ist dargestellt, dass Moleküle durch Absorption eines Photons vom Grundniveau in einen angeregten Zustand übergehen. Unter Abgabe von Energie geht das Molekül strahlungslos in einen angeregten Zustand niedrigerer Energie über. Nach der dargestellten zeitlichen Verzögerung geht das Teilchen aus diesem angeregten Zustand niedrigerer Energie in seinen Grundzustand zurück und sendet dabei ein Photon größerer Wellenlänge im Vergleich zu der Wellenlänge des absorbierten Photons aus.

2c) Skizzieren Sie beispielhaft ein mit passenden Energiewerten beschriftetes Energieniveauschema in Anlehnung an Material 2 für einen Stoff, dessen Fluoreszenz in zwei verschiedenen Wellenlängen im sichtbaren Bereich auftreten könnte.

Lösung: Musterlösung für das Energieniveauschema: - Grundzustand bei $0\text{ eV}$ - Erstes angeregtes Niveau z. B. bei ca. $3\text{ eV}$ (entspricht sichtbarem Licht, $\approx 410\text{ nm}$) - Zweites angeregtes Niveau z. B. bei ca. $5\text{ eV}$ - Anregung vom Grundzustand (0 eV) auf das höchste Niveau (5 eV) durch Lichtabsorption - Mögliche Emission 1: strahlungsloser Übergang von 5 eV auf 3 eV und anschließende Emission von $3\text{ eV} \rightarrow 0\text{ eV}$ ($E_1 = 3\text{ eV}$) - Mögliche Emission 2: Übergang von $5\text{ eV} \rightarrow 3\text{ eV}$ unter Emission eines Photons mit $E_2 = 2\text{ eV}$ (entspricht rotem/orangefarbenem Licht, $\approx 620\text{ nm}$)